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Componenti elettroniche ad alta temperatura: un mercato in espansione

I componenti elettronici ad alta temperatura sono un mercato in espansione ed è per questo motivo che le industrie del settore cercano sempre di più di rafforzare il monitoraggio e il controllo utilizzando le attuali tecnologie elettroniche. Continuiamo a vedere le esigenze dei vari settori produttivi. Passiamo adesso a vedere come progettare con circuiti integrati ad alta temperatura.

Progettare con circuiti integrati ad alta temperatura

Per affrontare i problemi legati alle alte temperature nei sistemi di acquisizione dati e nelle applicazioni drive-and-control, i progettisti hanno bisogno di accedere alle funzioni principali, come, ad esempio, i convertitori analogico-digitali e gli amplificatori di precisione ottimizzata per il passaggio dei parametri minimi di temperatura, così come i driver e MOSFET di potenza che sono in grado di operare a parametri estremi senza declassamenti significativi delle prestazioni.

Altri componenti comunemente utilizzati includono strumenti di cronometraggio, come i 555 timer e i generatori di clock, regolatori di tensione (sia lineare che commutata) e una varietà di componenti general-purpose. Nel catalogo di prodotti Cissoid, per esempio, c'è anche una tabella di marcia per lo sviluppo di funzioni più altamente integrate, quali la telemetria e RFID integrati nonché una risoluzione e classificazioni più alte per dispositivi come ADC e MOSFET di potenza

La tecnologia Silicon-On-Insulator

La tecnologia di fabbricazione scelta per l'elettronica ad alta temperatura è la tecnologia Silicon-on-Insulator (SOI). La sua perdita di corrente è estremamente basso rispetto alla tecnologia standard del silicio e questo rappresenta un attributo chiave che permette ai dispositivi Silicon-On-Insulator di fornire migliori prestazioni a temperature elevate.

La tecnologia Silicon-On-Insulator è testata per l'alta temperatura, la bassa temperatura e le applicazioni radioation-hard. In effetti, gli ingegneri del NASA Glenn Research Center hanno effettuato una serie di test su dispositivi quali Cissoid's 555 timer, il CHT-555, a temperature che vanno dai 195 ° C ai 375 ° C, registrando prestazioni stabili con un parametro di deriva molto bassa in tutta la gamma di temperatura a cui si sono effettuati i test.

Oltre la semplice sopravvivenza all'esposizione a temperature estreme, l'abilità nella progettazione di dispositivi con tecnologia SOI risiede nell'ottimizzazione per il funzionamento in un ampio intervallo di temperature e nel garantire l'affidabilità a lungo termine in ripetuti cicli di funzionamento sostenuti ad alta temperatura.

Una grande attenzione è riservata al design del circuito, alla modellazione, al layout e al montaggio che è necessario per soddisfare le esigenze del mercato. Tecniche efficaci includono la consapevolezza e la compensazione degli effetti della temperatura che si verificano quando sono legati al livello di silicio. L'analisi della NASA sul CHT-555, per esempio, ha testato il dispositivo a 375 ° C per 750 ore.

Durante la prova il dispositivo CHT-555 è stato configurato per produrre un'onda quadra, e lo spostamento in frequenza è stato monitorato per determinare la portata di qualsiasi eventuale deriva. La frequenza a onda quadra è stata spostata dai 3.208kHz a 23 ° C ai 3.361kHz a 375 ° C. Dopo 750 ore di funzionamento continuo la frequenza di oscillazione è stata leggermente aumentata, in seguito, a 3.385kHz.
La NASA ha effettuato le prove descritte per capire le prestazioni dei dispositivi Silicon-on-Insulate a temperature superiori a 225°C.

Repost: 25 Maggio 2010

 

 

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